POP(Package-on-Package,封装在封装上)封装是3D堆叠封装中一种十分具有发展前景的封装形式。随着堆叠工艺水平的发展,一些新型的POP堆叠封装形式,如节能型POP封装、穿宿孔(TMV)POP封装和柱形POP封装结构 [14] 等,也被提出。
一个0.4mm PoP封装的实例 [15] 如图1-61所示,OMAP35x处理器(底部器件)和PoP存储器(顶部器件)堆叠在PCB上。
图1-61 OMAP35x处理器(底部器件)和PoP存储器(顶部器件)堆叠在PCB上
如图1-62所示,OMAP35x处理器的电路板采用PoP技术,底部采用0.4mm间距焊盘,顶部采用0.5mm间距焊盘。
图1-62 存储器、处理器和PCB分离示意图
采用PoP技术可以消除处理器和存储器之间高速、平衡的传输线。外部存储器的数据和控制线不再需要从处理器下路由(布线)出去。这大大节省了信号传输时间和PCB的层数。
采用PoP技术可以用一个6层板和路由(布线)所有的连接而无须埋孔。6层板信号分布:第1层(顶层)为信号层(顶部铜),第2层为接地层,第3层为信号层,第4层为信号层,第5层为电源层,第6层(底层)为信号层(底部铜)。
封装引脚端和焊盘的层叠,是设计时一个需要认真考虑的重要项目。正确定义和严格遵守关键布线间隙,在开发高产量PoP设计中起着关键作用。
例如,OMAP35x处理器的封装数据 [15] (采用CBB封装)如图1-63所示。其中,封装尺寸12mm×12mm,515球(引脚端);封装形式为CBB,球间距 A 为400μm,球直径 B 为250μm,焊盘间距 C 为500μm,焊盘直径 D 为280μm。
图1-63 OMAP35x处理器的封装数据
推荐的阻焊定义(SMD)焊盘设计尺寸 [15] 如图1-64所示。其中,焊盘间距 A 为400μm(0.4mm),掩膜开口 B 为254μm(10mil),焊盘尺寸 C 为280μm(11mil),掩膜形状为圆形;掩膜网 D 为150μm,焊盘到焊盘间隙 E 为120μm,不允许焊盘之间布线。
图1-64 0.4mm间距封装的顶层PCB设计
好的与不好的布线形式如图1-65所示。
图1-65 好的与不好的布线形式
Beagle板(BeagleBoard)通孔实例如图1-66所示。
图1-66 Beagle板通孔实例
电镀、填充和封顶BGA焊盘如图1-67所示。
图1-67 电镀、填充和封顶BGA焊盘
一个PoP封装PCB设计实例 [15] ( Beagle板OMAP35x处理器部分 ) 如图1-68所示,采用6层板结构形式。
图1-68 Beagle板OMAP35x处理器部分PCB设计实例
图1-68 Beagle板OMAP35x处理器部分PCB设计实例(续)
图1-68 Beagle板OMAP35x处理器部分PCB设计实例(续)